采空區(qū)自然發(fā)火相似模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)相關(guān)參數(shù)研究.pdf

1、隨著礦井開(kāi)采深度增加，礦井采空區(qū)自然發(fā)火問(wèn)題越來(lái)越突出，嚴(yán)重地影響了煤礦的安全生產(chǎn)。由于采空區(qū)范圍較大，探測(cè)采空區(qū)高溫區(qū)域位置需要對(duì)采空區(qū)內(nèi)部松散煤體熱量傳遞規(guī)律進(jìn)行深入研究，而目前現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)方法還存在測(cè)量精度偏低等許多不足。研制相似模擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是研究采空區(qū)內(nèi)部浮煤熱量傳遞規(guī)律方法之一。通過(guò)計(jì)算相似比例，結(jié)合王家?guī)X20103工作面的現(xiàn)場(chǎng)參數(shù)，分析設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的采空區(qū)冒落帶高度、高溫?zé)嵩吹倪x取及工作面通風(fēng)方式，最后對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)系統(tǒng)實(shí)施進(jìn)行了

2、闡述。
　　首先闡述了采空區(qū)煤自燃的相關(guān)理論，對(duì)連續(xù)型方程、動(dòng)量方程和能量方程進(jìn)行推導(dǎo)，得到包含采空區(qū)和工作面整個(gè)區(qū)域內(nèi)的統(tǒng)一流場(chǎng)和溫度場(chǎng)數(shù)學(xué)模型。并基于此數(shù)學(xué)模型，采用相似變換，推導(dǎo)出原型與實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ椭g的相似關(guān)系式，分別確定了模型的幾何相似比，實(shí)驗(yàn)材料的粒度、孔隙率、內(nèi)熱源等參數(shù)的相似比例。
　　其次對(duì)工作面下列相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了理論分析：（1）為了設(shè)計(jì)模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)高度，闡述了采空區(qū)冒落帶形成特征，對(duì)水平和近水平冒落帶高度的測(cè)定

3、方法和計(jì)算模型進(jìn)行了分析，結(jié)合實(shí)際工作面的條件，得到一般冒落帶高度與采高之間的關(guān)系。（2）分析了采空區(qū)高溫?zé)嵩吹男纬杉盁嵩聪蛑車(chē)簬r傳遞熱量的基本方式；設(shè)計(jì)了模型實(shí)驗(yàn)臺(tái)采空區(qū)高溫?zé)嵩床捎脝我粺嵩春投鄠€(gè)熱源兩種布置方式，并采用功率可調(diào)節(jié)的熱源模擬采空區(qū)高溫?zé)嵩础＃?）分析了目前礦井常用工作面通風(fēng)方式及不同通風(fēng)方式對(duì)采空區(qū)煤自燃的影響，選擇模型實(shí)驗(yàn)臺(tái)的通風(fēng)方式為 U型和 U+L型兩種，并依據(jù)實(shí)際工作面的風(fēng)量設(shè)計(jì)模型實(shí)驗(yàn)臺(tái)的三個(gè)風(fēng)量值0.2m